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氣態(tài)污染物測(cè)量原理匯總(以二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮為主)

來(lái)源:山東新澤儀器有限公司   2025年01月06日 07:49  

        1.紫外差分吸收光譜技術(shù)(DOAS)
    紫外差分吸收光譜技術(shù)是一種常用的光譜分析技術(shù),它通過(guò)測(cè)量物質(zhì)在紫外光區(qū)的吸收光譜來(lái)分析物質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu)。該技術(shù)具有高精度、高靈敏度、高分辨率等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、化學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域。
    在紫外差分吸收光譜技術(shù)中,樣品在紫外光區(qū)的吸收光譜被測(cè)量并記錄下來(lái)。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)樣品的光譜進(jìn)行比較,可以確定樣品中是否存在特定的化學(xué)物質(zhì)或化合物。同時(shí),通過(guò)對(duì)光譜的詳細(xì)分析,還可以推斷出這些物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵等信息。
    紫外差分吸收光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其高精度和高靈敏度。該技術(shù)可以檢測(cè)到微量的物質(zhì),并且可以區(qū)分不同的化合物之間的微小差異。此外,紫外差分吸收光譜技術(shù)還具有高分辨率的優(yōu)點(diǎn),可以區(qū)分出不同波長(zhǎng)的光線,從而可以更準(zhǔn)確地分析物質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu)。
    紫外差分吸收法:光源發(fā)出的紫外光經(jīng)光學(xué)視窗進(jìn)入氣體室,被流經(jīng)氣體室的被測(cè)樣氣所吸收,攜帶被測(cè)樣氣吸收信息的光經(jīng)透鏡匯聚后耦合入光纖,經(jīng)光纖傳輸送入光譜儀進(jìn)行分光處理,即可得到氣體的吸收光譜。通過(guò)對(duì)光譜進(jìn)行差分分析,并結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)算法,可以得出氣體中相關(guān)組分的濃度。

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    光源發(fā)出的紫外光經(jīng)光學(xué)視窗進(jìn)入氣體室,被流經(jīng)氣體室的被測(cè)樣氣所吸收,攜帶被測(cè)樣氣吸收信息的光經(jīng)透鏡匯聚后耦合入光纖,經(jīng)光纖傳輸送入光譜儀進(jìn)行分光處理,即可得到氣體的吸收光譜。通過(guò)對(duì)光譜進(jìn)行差分分析,并結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)算法,可以得出氣體中相
    關(guān)組分的濃度。


    2.紫外熒光法
    紫外熒光法是一種通過(guò)觀察物體在紫外線激發(fā)下的熒光現(xiàn)象來(lái)分析其成分和結(jié)構(gòu)的方法。這種方法常用于分析有機(jī)化合物和聚合物等物質(zhì)。在紫外熒光法中,不同的物質(zhì)在紫外線激發(fā)下會(huì)表現(xiàn)出不同的熒光發(fā)射特征。在紫外熒光法中,樣品受到短波長(zhǎng)紫外光的照射,并觀察其在可見光范圍內(nèi)的熒光發(fā)射。熒光發(fā)射的波長(zhǎng)和強(qiáng)度可以提供有關(guān)樣品成分和結(jié)構(gòu)的信息。這種方法具有高靈敏度和高選擇性,可以用于痕量有機(jī)化合物的分析。
    紫外熒光法在化學(xué)、材料科學(xué)和生物學(xué)等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。例如,它可以用于研究聚合物的交聯(lián)程度和老化程度,或者用于檢測(cè)生物樣品中的蛋白質(zhì)和DNA等物質(zhì)。此外,紫外熒光法還可以用于研究物質(zhì)在不同環(huán)境下的變化情況。例如,可以觀察聚合物在不同溫度下的熒光發(fā)射特征變化,從而了解聚合物的熱穩(wěn)定性和分子結(jié)構(gòu)變化等情況。
    ?紫外熒光法的測(cè)量過(guò)程通常包括以下步驟:
    A.紫外照射:通過(guò)使用紫外光源,將待測(cè)樣品置于其照射下。紫外光的波長(zhǎng)范圍通常在200-400納米之間,這種光線能夠激發(fā)樣品中的電子從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)。
    B.熒光發(fā)射:在紫外光的激發(fā)下,樣品中的激發(fā)態(tài)電子會(huì)迅速回落到基態(tài),在此過(guò)程中釋放出能量并產(chǎn)生熒光光子。通常,熒光發(fā)射的波長(zhǎng)比激發(fā)光的波長(zhǎng)要長(zhǎng),并且熒光的強(qiáng)度與樣品中目標(biāo)分析物的濃度呈正比。
    C.光譜記錄:借助光譜儀或熒光光度計(jì),對(duì)樣品輻射的熒光光子強(qiáng)度及波長(zhǎng)分布進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)多次測(cè)量熒光光譜,我們能夠精準(zhǔn)確定熒光峰的具體位置及其強(qiáng)度。
    D.熒光光譜分析計(jì)算:采用特定的分析方法,根據(jù)熒光光譜的特征,對(duì)目標(biāo)分析物進(jìn)行定性和定量測(cè)定。這種分析方法通常包括比較樣品熒光光譜與標(biāo)準(zhǔn)品熒光光譜,或者利用熒光強(qiáng)度與濃度之間的線性關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)分析物的精確測(cè)定。
    需要強(qiáng)調(diào)的是,紫外熒光法測(cè)量要求樣品必須具備良好的紫外光吸收性能,同時(shí)分析物在紫外激發(fā)下應(yīng)能產(chǎn)生熒光發(fā)射,以便進(jìn)行有效的測(cè)量。此外,樣品的背景熒光可能會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生干擾,因此需要進(jìn)行背景校正以消除其影響。


    3.化學(xué)發(fā)光法
    化學(xué)發(fā)光(ChemiLuminescence,簡(jiǎn)稱為CL)法是分子發(fā)光光譜分析法中的一類,它主要是依據(jù)化學(xué)檢測(cè)體系中待測(cè)物濃度與體系的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度在一定條件下呈線性定量關(guān)系的原理,利用儀器對(duì)體系化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的檢測(cè),而確定待測(cè)物含量的一種痕量分析方法。化學(xué)發(fā)光與其它發(fā)光分析的本質(zhì)區(qū)別是體系產(chǎn)生發(fā)光(光輻射)所吸收的能量來(lái)源不同。體系產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光,必須具有一個(gè)產(chǎn)生可檢信號(hào)的光輻射反應(yīng)和一個(gè)可一次提供導(dǎo)致發(fā)光現(xiàn)象足夠能量的單獨(dú)反應(yīng)步驟的化學(xué)反應(yīng)。


    4.紅外線吸收法
    紅外線吸收法是一種廣泛應(yīng)用于氣體濃度測(cè)量的技術(shù)。在這種方法中,分子在紅外線的照射下會(huì)受到其固有振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)光譜相當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)的光所激發(fā)。這意味著,當(dāng)二氧化硫分子受到特定波長(zhǎng)的紅外線照射時(shí),它們會(huì)吸收與其自身振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)光譜相對(duì)應(yīng)的譜線。通過(guò)測(cè)量這種吸收,可以確定二氧化硫的濃度。這種方法在紅外區(qū)7.3μm附近的光吸收被廣泛應(yīng)用于二氧化硫濃度的測(cè)量。
    這種方法具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確性,因?yàn)樗昧朔肿颖旧淼恼駝?dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)光譜來(lái)檢測(cè)氣體濃度。此外,紅外線吸收法還具有廣泛的應(yīng)用范圍,可以用于測(cè)量多種氣體濃度。這種方法已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)、工業(yè)過(guò)程控制和空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的重要工具。
    以上是常見的SO2、NO、NO2等氣態(tài)污染物的測(cè)量方法,如有遺漏或需要補(bǔ)充,歡迎致電新澤儀器隨時(shí)告知。


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